一种燃料电池系统以及车辆技术方案

本实用新型专利技术涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池系统以及车辆，所述系统包括电堆和阀门，所述电堆包括氢气入口和氢气出口；所述氢气入口和氢气出口通过阀门直连；本实用新型专利技术通过控制阀门的开启角度或升程可以调节，实现该支路流量调节，通过利用入堆氢气旁通气流，来降低入堆的氢气计量比、降低入堆水蒸气含量，进而减弱电堆反应生成水，防止电堆过湿；同时形成入堆前的二次分水通道，防止液态水入堆；该实施方法控制灵活，实施简单；且该连接关系形成的通道位于入堆位置，通过旁通，可以将一部分液态水排出，避免液态水进入电堆。避免液态水进入电堆。避免液态水进入电堆。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池系统以及车辆


[0001]本技术涉及燃料电池
，具体涉及一种燃料电池系统以及车辆。

技术介绍

[0002]燃料电池系统氢气路多采用氢回流的方式，通过利用循环泵或引射器将燃料电池出堆混合物(含氢气、水蒸气、氮气及液态水和其他)中未消耗的氢气重新供给电堆使用，提高氢气利用率。同时，利用回流气体中的水蒸气对氢气增湿，回流流量越高，入堆氢气计量比、水蒸气含量越高。当计量比过高时，在电堆反应充分，产水量上升；水蒸气含量越高，均会加剧电堆内部过湿状态。当过湿状态形成液态水析出时，由于液态水与气体的密度差异巨大，有可能阻塞燃料电池反应通道造成电堆无法正常工作，因此通常在氢气出堆口布置气液分离装置，用于分离出堆气液混合物中的液态水并排出，避免液态水循环进入电堆。
[0003]在采用引射器的燃料电池氢回流系统中，低工况时，面临回流流量无法调控问题；高工况，可以通过降低引射器入口压力的方式，来降低回流流量，但是会造成入堆压力波动，影响系统压力稳定。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是：提供一种对电堆阳极侧湿度状态的调控，防止过湿发生水淹，降低电堆性能的燃料电池系统以及车辆。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：
[0006]一种燃料电池系统，包括电堆和阀门，所述电堆包括氢气入口和氢气出口；
[0007]所述氢气入口和氢气出口通过阀门直连。
[0008]为了解决上述技术问题，本技术采用的另一技术方案为：
[0009]一种车辆，包括上述的燃料电池系统。
[0010]本技术的有益效果在于：通过控制阀门的开启角度或升程可以调节，实现该支路流量调节，通过利用入堆氢气旁通气流，来降低入堆的氢气计量比、降低入堆水蒸气含量，进而减弱电堆反应生成水，防止电堆过湿；同时形成入堆前的二次分水通道，防止液态水入堆；该实施方法控制灵活，实施简单；且该连接关系形成的通道位于入堆位置，通过旁通，可以将一部分液态水排出，避免液态水进入电堆。
附图说明
[0011]图1为本技术具体实施方式的一种燃料电池系统的框架示意图；
[0012]标号说明：1、氢气供给系统；2、减压阀；3、氢喷；4、引射器；5、电堆； 5a、氢气入口；5b、氢气出口；6、分水装置；7、阀门；8、尾排阀。
具体实施方式
[0013]为详细说明本技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配
合附图予以说明。
[0014]请参照图1，一种燃料电池系统，包括电堆5和阀门7(阀门的开启角度或升程可以调节，可以与燃料电池的控制系统连接控制，也可以安装在车辆上时，采用车辆的FCU进行控制)，所述电堆5包括氢气入口5a和氢气出口5b；
[0015]所述氢气入口5a和氢气出口5b通过阀门7直连。
[0016]进一步的，所述燃料电池系统还包括引射器4以及分水装置6；
[0017]所述引射器4与氢气入口5a连通，所述分水装置6与氢气出口5b装置连通；
[0018]所述分水装置6与引射器4连通。
[0019]进一步的，所述分水装置上连接有尾排阀8。
[0020]进一步的，所述燃料电池系统还包括氢气供给系统1以及氢喷3，所述氢气供给系统1、氢喷3、引射器4以及氢气入口5a依次连通。
[0021]进一步的，所述氢气供给系统1、氢喷3之间还设置有减压阀2。
[0022]从上述描述可知：通过控制阀门7的开启角度或升程可以调节，实现该支路流量调节，通过利用入堆氢气旁通气流，来降低入堆的氢气计量比、降低入堆水蒸气含量，进而减弱电堆5反应生成水，防止电堆5过湿；同时形成入堆前的二次分水通道，防止液态水入堆；该实施方法控制灵活，实施简单；且该连接关系形成的通道位于入堆位置，通过旁通，可以将一部分液态水排出，避免液态水进入电堆5。
[0023]工作过程：
[0024]燃料电池正常运行时，出堆气液混合物(含未消耗氢气、水蒸气、少量氮气、液态水等)，经过分水装置6实现气液分离，将大部分液态水分离并储存，当尾排阀8开启时，将储存的液态水排出，因为氢气入口5a压力高于氢气出口 5b的压力。
[0025]当监测到燃料电池系统阳极侧(氢气侧)过湿状态时，通过调节阀门7的开启角度或升程至一定的开度，在氢气入口5a到氢气出口5b的压差的作用下，使得氢气入口5a混合物总流量从入堆位置分流回到氢气出口5b；因此入堆氢气的实际计量比同步降低，实际入堆水蒸气含量降低；一方面电堆5反应速率下降，产水率下降，优先利用电堆5内部水参与反应传输；另一方面，入堆水蒸气总含量下降，避免了过多的液态水在电堆5内析出；实现对电堆5阳极侧湿度状态的调控，防止过湿发生水淹，降低电堆5性能。
[0026]实施例一
[0027]一种燃料电池系统，包括电堆和阀门，所述电堆包括氢气入口和氢气出口；
[0028]所述氢气入口和氢气出口通过阀门直连。
[0029]所述燃料电池系统还包括引射器以及分水装置；
[0030]所述引射器与氢气入口连通，所述分水装置与氢气出口装置连通；
[0031]所述分水装置与引射器连通。
[0032]所述分水装置上连接有尾排阀。
[0033]所述燃料电池系统还包括氢气供给系统以及氢喷，所述氢气供给系统、氢喷、引射器以及氢气入口依次连通。
[0034]所述氢气供给系统、氢喷之间还设置有减压阀。
[0035]实施例二
[0036]一种车辆，包括实施例一所述的燃料电池系统。
[0037]以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的
，均同理包括在本技术的专利保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其特征在于，包括电堆和阀门，所述电堆包括氢气入口和氢气出口；所述氢气入口和氢气出口通过阀门直连；所述燃料电池系统还包括引射器以及分水装置；所述引射器与氢气入口连通，所述分水装置与氢气出口装置连通；所述分水装置与引射器连通。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述分水装置上连接有尾排阀。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：闪念，丁铁新，方川，李飞强，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：